可配置模擬單片機PIC16C781/782的特點及應(yīng)用

1概述

美國MICROCHIP公司推出的PIC系列8位單片機是業(yè)內(nèi)首次采用RISC結(jié)構(gòu)的高性價比嵌入式控制器，其高速度、高可靠性、低工作電壓、低功耗、大驅(qū)動能力、低價OTP技術(shù)、體積小巧等都體現(xiàn)了當(dāng)前微控制器工業(yè)的新趨勢，并在電腦外設(shè)、家電控制、電訊通信、智能儀器儀表、汽車電子、金融電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。最近，PIC系列單片機家族又添新丁，由MICROCHIP公司推出的兩款8位可配置模擬單片機PIC16C781和PIC16C782 的問世,給業(yè)界送來一股清涼風(fēng)。新器件集成了多個模擬和數(shù)字模塊，極大地減少了嵌入式控制系統(tǒng)中所需的元件數(shù)，非常適合于閉環(huán)控制場合，受到了電子工程師們的青睞。

2引腳排列及特點

PIC16C78X是20引腳雙列直插式大規(guī)模集成電路，其引腳排列如圖1所示，引腳功能請查有關(guān)資料，此處不再贅述。PIC16C78X是PIC系列單片機家族的1員，它本身也集中了PIC系列單片機的許多亮點[1]，其主要特點如下：
——高性能RISCCPU；
——僅35條單字指令，除程序分支指令外，其余指令均為單周期指令，且尋址靈活；
——8級深度的硬件堆棧；
——有中斷能力（8個內(nèi)部／外部中斷源）；
——有16個輸入／輸出引腳；
——1個8位定時計數(shù)器TIMER0，帶8位預(yù)分頻器；
——增強型16位定時計數(shù)器TIMER1，帶預(yù)分頻器；
——可編程PORTB口為弱上拉，也可編程為電平變化中斷；
——具有較強的模擬功能模塊，如ADC,DAC,OPA,C,VR；
——可編程開關(guān)方式控制器PSMC，有PWM和PSM2種工作方式；
——可編程低壓檢測模塊LVD；
——具有上電復(fù)位POR，加電定時器PWRT，振蕩器啟動定時器OST功能；
——看門狗WDT及片內(nèi)RC振蕩器；
——內(nèi)部／外部復(fù)位端MCLR；
——程序代碼可加密；
——省電休眠模式SLEEP；
——振蕩器方式可選HS,XT,LP,EC,RC,INTRC。

圖1 PIC16C78X的引腳排列

3模擬單元介紹

模擬功能模塊是PIC16C78X單片機的精華所在，下面分別對其作以介紹。

3．1低壓檢測模塊(PLVD)和參考電壓源模塊(VR)

可編程低壓檢測模塊PLVD用來監(jiān)視單片機電源VDD，實際上是對電源掉電的1種預(yù)警，以便在單片機完全掉電以前對一些關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存處理，可通過低壓檢測模塊控制寄存器LVDEN來配置。參考電壓源模塊VR提供了1個在片固定的參考電壓，其值為3.072V，可用于ADC和DAC或從RB0輸出，可通過參考電壓控制寄存器REFCON來配置。

3．2模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC)

模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC是1個逐次逼近式8位8通道ADC，其模擬參考電壓ADCREF可以用軟件編程，且有4種選擇：模擬電源AVDD；比較器C1的參考電壓端VREF1(RB3)；參考電壓源模塊VR的輸出；數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊DAC的輸出VDAC。ADC的另一個特點是它還可以在休眠狀態(tài)下工作，這時， ADC模塊的時鐘必須配置為ADC專用內(nèi)部阻容振蕩器RC方式。與ADC模塊有關(guān)的特殊功能寄存器有3個，即ADC結(jié)果寄存器ADRES，2個ADC控制寄存器ADCON0和ADCON1。

3．3數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(DAC)

數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC可以將8位DAC數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為1個與其成比例的輸出控制電壓，并通過編程，將其作為ADC的參考電壓，或作為比較器C1、 C2的參考電壓，或從RB1口直接輸出。DAC模塊的參考電壓可以選自模擬電壓源AVDD，或比較器C1的參考電壓端VREF1(RB3)，或參考電壓源 VD?？刂茢?shù)模轉(zhuǎn)換模塊的特殊功能寄存器有2個，即數(shù)模轉(zhuǎn)換控制寄存器DACON0，數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器DAC。

3．4運算放大器模塊(OPA)

運算放大器模塊OPA既能配置為運算放大器，也可以配置為電壓比較器，其特點是可連到外部所有口，增益帶寬可選，有輸入偏置電壓自動校正模塊，用作電壓比較器時還具有輸出電平變化中斷功能。控制OPA模塊工作的寄存器有2個，即運算放大器控制寄存器OPACON和校正寄存器CALCON。